Использование логико-смысловых моделей при изучении окислительно-восстановительных реакций повышенного уровня сложности

Автор: Петрова Ольга Владимировна

Организация: МБОУ Рождественская СОШ

Населенный пункт: Тверская область, Фировский МО, с. Рождество

Методические рекомендации для подготовки к ЕГЭ по химии

При изучении окислительно-восстановительных реакций повышенного уровня сложности нужно не только уметь определять окислитель, восстановитель и расставлять коэффициенты по готовой схеме реакции, но и определять пропущенные исходные вещества или продукты реакции.

В данной работе предлагаются приемы выполнения подобных заданий, в приложениях даны авторские разработки логико-смысловых моделей по теме.

Ученик должен хорошо понимать сущность реакции и уметь прогнозировать окислительно-восстановительные возможности элементов и их соединений (приложение 1).

Логико-смысловые модели, иллюстрирующие окислительные свойства азотной и концентрированной серной кислот, даны в приложении 2.

Значительные трудности вызывают окислительно-восстановительные реакции, в которых участвуют соединения хрома и марганца. Наиболее важные закономерности этих реакций показаны в приложении 3.

Из приведенных в приложениях логико-смысловых моделей видно, что для выполнения подобных заданий необходимо:

1. Расставить степени окисления элементов.
2. Определить окислитель и восстановитель.
3. Для прогнозирования результатов реакции нужно учитывать концентрацию (для HNO₃), среду раствора, а также силу окислителя и восстановителя.
4. Если известны продукты реакции, по ним можно определить среду раствора.

Ниже я привожу примеры выполнения заданий, иллюстрирующие пункты 3 и 4.

Пример к пункту 3:

SO₂ + HMnO₄ + Н₂О → … + …

Рассуждаем:

1. Расставим степени окисления и определим окислитель и восстановитель: S⁺⁴ – восстановитель, Mn⁺⁷ – окислитель.
2. Среда исходного раствора кислая (SO₂ + Н₂О → H₂SO₃).
3. В кислой среде Mn⁺⁷ восстанавливается до +2, образуется соль Mn⁺².
4. S⁺⁴ может окислиться только до S⁺⁶ (сульфат-ион).
5. Прогнозируем продукты реакции и расставляем коэффициенты методом электронного баланса:

SO₂ + HMnO₄ + Н₂О → MnSO₄ + H₂SO₄

S⁺⁴ - 2e → S⁺⁶ 5

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺² 2

Получаем:

5SO₂ + 2HMnO₄ + 2Н₂О → 2MnSO₄ + 3H₂SO₄

Пример к пункту 4:

K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + … → Cr(OH)₃ + … + KOH

Рассуждаем:

1. Расставим степени окисления и определим окислитель и восстановитель: S⁺⁴ – восстановитель, Cr⁺⁶ – окислитель.
2. Cr⁺⁶ восстанавливается до Cr⁺³ в виде Cr(OH)₃ , значит среда исходного раствора нейтральная, пропущенное вещество – вода (Н₂О).
3. S⁺⁴ может окислиться только до S⁺⁶ (сульфат-ион).
4. В продуктах реакции отсутствует Na, значит пропущенный продукт реакции - Na₂SO₄
5. Подставляем формулы пропущенных веществ и расставляем коэффициенты методом электронного баланса:

K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + Н₂О → Cr(OH)₃ + Na₂SO₄ + KOH

2 Cr⁺⁶ +6e → 2 Cr⁺³ 1

S⁺⁴ - 2e → S⁺⁶ 3

Получаем:

K₂Cr₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 4Н₂О → 2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

1. file0.docx (26,2 КБ)
2. file1.docx (31,7 КБ)

Опубликовано: 27.10.2024